(57)【要約】【課題】  漏れ電流を測定する専用のセンサを設置することなく、がいしにおいて生じる漏れ電流を推定する。【解決手段】  漏れ電流の推定装置１は、がいしの監視画像を取得する撮像手段２と、撮像手段２より得られた監視画像から放電により発光している部分の面積を求める発光面積算定手段３と、発光面積算定手段３より求めた発光面積と、予め記録されている発光面積と漏れ電流値との相関関係とに基づいて、がいしの表面を流れる漏れ電流値を推定する推定手段４とを備えている。【選択図】        図１
2006012799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段より得られた監視画像から放電により発光している部分の面積を求める発光面積算定手段と、漏れ電流値と発光面積との相関関係に基づいて前記発光面積算定手段より求めた発光面積から前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定する推定手段とを備えることを特徴とする漏れ電流の推定装置。
【請求項２】
がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段より得られた監視画像から放電により発光している部分の面積を求める発光面積算定手段と、漏れ電流値に印加電圧の実効値を乗じて得た値を発光面積広がり指標として予め求められた前記発光面積広がり指標と発光面積との相関関係に基づいて、前記発光面積算定手段より求めた発光面積前記から前記発光面積広がり指標を求め、更に前記発光面積広がり指標から印加電圧に対応した前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定する推定手段とを備えることを特徴とする漏れ電流の推定装置。
【請求項３】
前記撮像手段は紫外線カメラであることを特徴とする請求項１または２記載の漏れ電流の推定装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、６００ｎｍ近傍の一定波長に該当する光に対する感度を、他の波長の光に対する感度よりも高める手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の漏れ電流の推定装置。
【請求項５】
前記発光面積算定手段は、前記撮像手段により得られた監視画像と、前記がいし又は前記試験体の平常時の画像を示す予め用意された基準画像との２画像について、同じ座標位置における２画素の輝度値の差が予め設定された閾値以上となる画素数を算出し、算出された当該画素数を発光面積とすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の漏れ電流の推定装置。
【請求項６】
前記撮像手段と同じ光軸上に配置されて前記撮像手段と同じ被写体を同時に撮像する赤外線カメラを備え、前記赤外線カメラで撮像された赤外線画像の中から発熱が認められたときの対応する前記監視画像を選定し、該監視画像に対して前記発光面積算定手段での処理を行うものである請求項１または２記載の漏れ電流の推定装置。
【請求項７】
前記撮像手段と前記がいし又は前記試験体との間の撮影距離の異同により生じる前記発光面積の距離依存性を、予め任意に設定した撮影距離での基準画像に撮像された物体のうちから任意に選択した基準物体の前記基準画像上の面積と、前記監視画像に撮像された前記基準物体の前記監視画像上の面積との面積比率を求め、前記監視画像における発光面積を補正する手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の漏れ電流の推定装置。
【請求項８】
がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像から放電により発光している部分の面積を求め、予め求めておいた発光面積と漏れ電流値との相関関係に基づいて、上記求めた発光面積から前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定することを特徴とする漏れ電流の推定方法。
【請求項９】
がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像から放電により発光している部分の面積を求め、漏れ電流値に印加電圧の実効値を乗じて得た値を発光面積広がり指標として、予め求めておいた前記発光面積広がり指標と発光面積との相関関係に基づいて、前記監視画像から求めた発光面積から前記発光面積広がり指標を求め、更に前記発光面積広がり指標から印加電圧に対応した前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定することを特徴とする漏れ電流の推定方法。
【請求項１０】
前記発光を伴う監視画像と同時に同じ光軸上で赤外線画像を取得し、前記赤外線画像から発熱が認められたときの対応する前記監視画像に対して前記発光面積を求めることを特徴とする請求項８または９記載の漏れ電流の推定方法。
【請求項１１】
前記がいし又は前記試験体の放電画像の発光面積と、その時の漏れ電流値とを一組とする複数組の実験データに基づいて、発光面積と漏れ電流との相関を表す第１の回帰曲線を求め、前記実験データのうち前記第１の回帰曲線上の値と比較して同じ発光面積に対する漏れ電流値が低い実験データのみに基づいて、第２の回帰曲線を求め、前記放電画像の死角部分の発光面積が観測された発光面積のα倍であるとして、前記第２の回帰曲線を表す関数のうち発光面積を表す変数を、当該発光面積を表す変数に（１＋α）を乗じたものに置換して、当該置換後の関数で表される回帰曲線を第３の回帰曲線として、前記第２の回帰曲線上の値を漏れ電流の推定値の下限値とし、前記第３の回帰曲線上の値を漏れ電流の推定値の上限値とすることを特徴とする請求項８記載の漏れ電流の推定方法。
【請求項１２】
撮像手段と前記がいし又は前記試験体との間の撮影距離の異同により生じる前記発光面積の距離依存性を、予め任意に設定した撮影距離での基準画像に撮像された物体のうちから任意に選択した前記基準物体の前記基準画像上の面積と、前記監視画像に撮像された前記基準物体の監視画像上の面積との面積比率を予め求めて、前記監視画像における発光面積を補正することを特徴とする請求項８または９記載の漏れ電流の推定方法。
【請求項１３】
がいしの監視画像から放電により発光している部分の面積を求め、上記求めた発光面積と、予め定めておいた発光面積と汚損度合との相関関係に基づいて、前記がいしの汚損度合を推定することを特徴とするがいしの監視方法。
【請求項１４】
前記監視画像と同時に同じ光軸上で赤外線画像を取得し、前記赤外線画像から発熱を伴う赤外線画像が得られたときの対応する前記監視画像を選定し、発光面積を求めて汚損度合いを推定することを特徴とする請求項１３記載のがいしの監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁性材料により構成されて電線を支持するがいしを監視する装置および方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、がいしにおいて生じる漏れ電流を推定する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の電力設備の長寿命化と設備利用率の高効率化等の要請から、電力設備の維持管理手法の流れは、従来の事後処理型管理（Corrective Maintenance，ＣＭ）もしくは定期的取り替え型管理（Time Based Maintenance，ＴＢＭ）から、状態に基づく管理（Condition Based Maintenance，ＣＢＭ）に向かうことが予測されており、そのために設備の状態を常時監視する技術の確立が望まれている。このような状況下で、がいしに対する常時監視技術が確立していないことが指摘されている。
【０００３】
がいしの監視項目として、がいし表面の汚損の程度、主に塩害などによる塩分付着量の監視が挙げられる。汚損物ががいし表面に付着し、例えば降雨などによりがいし表面が湿潤した状態となると、汚損物に含まれる電解質（主にＮａＣｌ）によって導電路が形成されて、放電が生じ、本来電気絶縁体であるがいしの表面において漏れ電流が発生する場合がある。このような放電や漏れ電流が生じると、ジュール熱や電気化学的な作用等によって、がいしが損傷または劣化してしまう虞がある。特に、シリコーンゴム等の高分子絶縁材料を外皮として採用した高分子がいしは、従来の磁器がいしに比べ、軽量かつ高強度で絶縁性能に優れることから電力輸送分野における今後の適用拡大が期待されているが、有機材料であるため、放電や漏れ電流の発生による侵食劣化が懸念されている。
【０００４】
そこで従来、非特許文献１に開示されるように、測定対象であるがいし連ごとに電流検出回路を取り付けて、漏れ電流を測定し、がいし劣化との関係が研究されている。
【０００５】
【非特許文献１】橋本他，“77kV送電線で高分子がいしの課電暴露試験(2年半経過)” 電気学会電力・エネルギー部門大会予稿集，No.7，pp.147-148，2000.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、がいしに対する常時監視を実現するため、すべてのがいし個々に漏れ電流測定用センサを設置するのでは、膨大な数のセンサやセンサ取付のための特殊な設備も必要になり、多大なコスト、労力、時間を要し、監視システム全体が複雑化してしまう。このため現実には、がいし個々に対する常時監視は実現されておらず、例えば台風通過後に塩分が付着したであろうがいしを一斉洗浄するなどの対策が施されているに過ぎない。
【０００７】
また、実験的にがいしの漏れ電流を調べる場合にも、がいしの表面状態は気象条件や地理的条件の変化などにより複雑な変化を示すことから、様々な測定条件を設定する必要が生じ、各設定条件のすべてのがいし個々に漏れ電流測定用センサを設置するのでは、やはり膨大な数のセンサやセンサ取付のための特殊な設備も必要になり、多大なコスト、労力、時間を要し、監視システム全体が複雑化してしまう。
【０００８】
そこで本発明は、漏れ電流を測定する専用のセンサを設置することなく、簡易な構成でがいしにおいて生じる漏れ電流を推定できる装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本願発明者は種々実験検討した結果、がいしの監視画像に撮影された放電により発光している部分の面積と、この時にがいしの表面を流れる漏れ電流値との間には、相関関係があることを知見するに至った。
【００１０】
請求項１記載の漏れ電流の推定装置は、かかる知見に基づくものであり、がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段より得られた監視画像から放電により発光している部分の面積を求める発光面積算定手段と、漏れ電流値と発光面積との相関関係に基づいて前記発光面積算定手段より求めた発光面積から前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定する推定手段とを備えるようにしている。
【００１１】
また、請求項８記載の漏れ電流の推定方法は、がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像から放電により発光している部分の面積を求め、予め求めておいた発光面積と漏れ電流値との相関関係に基づいて、上記求めた発光面積から前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定するようにしている。
【００１２】
したがって、放電時の発光を監視画像にとらえ、該監視画像における発光面積と、上記放電時の漏れ電流値とを計測し、発光面積と漏れ電流値との相関関係を予め求めておけば、以後は、放電時の発光をとらえた監視画像における発光面積を求めれば、上記予め求めた相関関係に基づいて、対応する漏れ電流値を推定することができる。
【００１３】
また、漏れ電流によりがいしの表面に生ずる放電による発光部分の面積は、印加電圧との間に密接な関係があることが判明した。そして、がいしの表面を流れる漏れ電流値に印加電圧の実効値を乗じて得た値（以下、発光面積広がり指標という）と発光面積との間には、相関関係があることを知見するに至った。
【００１４】
請求項２記載の漏れ電流の推定装置は、かかる知見に基づくものであり、がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段より得られた監視画像から放電により発光している部分の面積を求める発光面積算定手段と、漏れ電流値に印加電圧の実効値を乗じて得た値を発光面積広がり指標として予め求められた前記発光面積広がり指標と発光面積との相関関係に基づいて、前記発光面積算定手段より求めた発光面積前記から前記発光面積広がり指標を求め、更に前記発光面積広がり指標から印加電圧に対応した前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定する推定手段とを備えるようにしている。
【００１５】
また、請求項９記載の漏れ電流の推定方法は、がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体の監視画像から放電により発光している部分の面積を求め、漏れ電流値に印加電圧の実効値を乗じて得た値を発光面積広がり指標として、予め求めておいた前記発光面積広がり指標と発光面積との相関関係に基づいて、前記監視画像から求めた発光面積から前記発光面積広がり指標を求め、更に前記発光面積広がり指標から印加電圧に対応した前記がいし又は前記試験体の表面を流れる漏れ電流値を推定するようにしている。
【００１６】
したがって、放電時の漏れ電流値に印加電圧の実効値を乗じて得た値を発光面積広がり指標として、該発光面積広がり指標とがいし等の監視対象物に漏れ電流が流れたときの放電による発光面積との相関関係を予め求めておけば、がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体に対する印加電圧値に拘わらず、放電時の発光をとらえた画像における発光面積を求めて、上記相関関係に基づいて発光面積広がり指標を推定し、印加電圧の実効値で割ることにより対応する漏れ電流値を推定することができる。
【００１７】
ここで、発光を伴う監視画像を得る撮像手段としては、紫外線カメラであることが好ましい。紫外光の波長に大きな感度を持たせた紫外線カメラを用いれば、放電時に空気中の窒素がイオン化する際に放出される紫外光を感度良く撮影することができ、太陽光下などでも、がいし上で発生する放電光を背景に埋もれさせずに良好に撮影することができる。
【００１８】
また、撮像手段は、６００ｎｍ近傍の一定波長に該当する光に対する感度を、他の波長の光に対する感度よりも高める手段を備えるものであることが好ましい。この場合、放電時に汚損物に含まれるナトリウムが炎色反応を起こす際に放出される光を、太陽光下などでも背景に埋もれさせずに、感度良く撮影することができる。更には、紫外線領域と６００ｎｍ近傍の波長に対する感度を高めた可視光との双方を得られるものであることがより好ましい。この場合には、漏れ電流に起因する紫外発光とナトリウム発光が重畳した状態で検出できるので、より発光現象の把握が容易となる。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１つに記載の漏れ電流の推定装置において、前記発光面積算定手段は、前記撮像手段により得られた監視画像と、前記がいし又は前記試験体の平常時の画像を示す予め用意された基準画像との２画像について、同じ座標位置における２画素の輝度値の差が予め設定された閾値以上となる画素数を算出し、算出された当該画素数を発光面積とするようにしている。
【００２０】
したがって、基準画像は監視画像に含まれるノイズと同様のノイズを含んだ画像であるので、監視画像について基準画像からの輝度値の変化分を評価することで、ノイズを効果的に除去することができ、放電現象に伴う発光部分を的確に抽出することができる。
【００２１】
また、請求項６記載の発明は、請求項１または２に記載の漏れ電流の推定装置において、前記撮像手段と同じ光軸上に配置されて前記撮像手段と同じ被写体を同時に撮像する赤外線カメラを備え、赤外線カメラで撮像された赤外線画像の中から発熱が認められたときの対応する監視画像を選定し、該監視画像に対して発光面積算定手段での処理を行うものとしている。また、請求項１０記載の漏れ電流の推定方法は、発光を伴う監視画像と同時に同じ光軸上で赤外線画像を取得し、赤外線画像から発熱が認められたときの対応する監視画像に対して発光面積を求めるようにしている。
【００２２】
したがって、監視対象となるがいし又は試験体のうちで、まず、赤外線画像から発熱が認められたがいし又は試験体を撮像した赤外線画像と同時に撮像された監視画像（対応監視画像）に絞り込み、この対応する監視画像のみを発光面積算定手段で処理して、発光面積の算定を行うことができる。
【００２３】
また、請求項７記載の発明にかかる漏れ電流の推定装置は、撮像手段とがいし又は試験体との間の撮影距離の異同により生じる発光面積の距離依存性を、予め任意に設定した撮影距離での基準画像に撮像された物体のうちから任意に選択した基準物体の基準画像上の面積と、監視画像に撮像された基準物体の監視画像上の面積との面積比率を求め、監視画像における発光面積を補正する手段を備えるようにしている。この場合、撮像手段とがいしとの間の撮影距離の異同により生じる監視画像上の発光面積の変動を補正することができるので、撮影距離に依存せずに、漏れ電流の推定を行うことができる。
【００２４】
また、請求項１１記載の発明は、請求項８記載の漏れ電流の推定方法において、前記がいし又は前記試験体の放電画像の発光面積と、その時の漏れ電流値とを一組とする複数組の実験データに基づいて、発光面積と漏れ電流との相関を表す第１の回帰曲線を求め、前記実験データのうち前記第１の回帰曲線上の値と比較して同じ発光面積に対する漏れ電流値が低い実験データのみに基づいて、第２の回帰曲線を求め、前記放電画像の死角部分の発光面積が観測された発光面積のα倍であるとして、前記第２の回帰曲線を表す関数のうち発光面積を表す変数を、当該発光面積を表す変数に（１＋α）を乗じたものに置換して、当該置換後の関数で表される回帰曲線を第３の回帰曲線として、前記第２の回帰曲線上の値を漏れ電流の推定値の下限値とし、前記第３の回帰曲線上の値を漏れ電流の推定値の上限値とするようにしている。この場合、撮像手段の死角を考慮して、漏れ電流の推定を行える。
【００２５】
また、請求項１２記載の発明は、請求項８または９記載の漏れ電流の推定方法において、撮像手段と前記がいし又は前記試験体との間の撮影距離の異同により生じる前記発光面積の距離依存性を、予め任意に設定した撮影距離での基準画像に撮像された物体のうちから任意に選択した基準物体の基準画像上の面積と、前記監視画像に撮像された前記基準物体の監視画像上の面積との面積比率を予め求めて、前記監視画像における発光面積を補正するようにしている。この場合、撮像手段とがいしとの間の撮影距離の異同により生じる監視画像上の発光面積の変動を補正することができるので、撮影距離に依存せずに、漏れ電流の推定を行うことができる。
【００２６】
また、請求項１３記載のがいしの監視方法は、がいしの監視画像から放電により発光している部分の面積を求め、上記求めた発光面積と、予め定めておいた発光面積と汚損度合との相関関係に基づいて、前記がいしの汚損度合を推定するようにしている。
【００２７】
漏れ電流はがいしの汚損によって生じ、漏れ電流値が大きいほど汚損の度合も大きいと考えられることから、発光面積と汚損度合との相関関係を予め定めておけば、当該相関関係に基づいて、監視画像中の放電による発光面積から、がいし表面の汚損の程度を判断することができる。
【００２８】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１３記載のがいしの監視方法において、監視画像と同時に同じ光軸上で赤外線画像を取得し、赤外線画像から発熱を伴う赤外線画像が得られたときの対応する監視画像を選定し、発光面積を求めて汚損度合いを推定するようにしている。
【００２９】
したがって、多くの監視対象となるがいしのうちから、まず、発熱が認められたがいしを撮影した赤外線画像を選別し、該赤外線画像と同時に撮像された監視画像について、発光面積を算出することができる。また、発光面積と汚損度合との相関関係に基づいて、監視画像中の該がいしの放電による発光面積から、がいし表面の汚損の程度を判断することができる。
【発明の効果】
【００３０】
しかして請求項１記載の漏れ電流の推定装置および請求項８記載の漏れ電流の推定方法によれば、漏れ電流を測定する専用のセンサを設置することなく、簡易な構成でがいしにおいて生じる漏れ電流を定量的に推定できる。画像処理技術を利用して監視対象であるがいしとは非接触に漏れ電流を推定することが可能であるから、漏れ電流を測定する専用のセンサを設置する手間やコストを削減できる。
【００３１】
また、請求項２記載の漏れ電流の推定装置および請求項９記載の漏れ電流の推定方法によれば、がいし又は当該がいしと同じ材質の試験体に対する印加電圧値に拘わらず、
放電時の発光をとらえた画像における発光面積を求めれば、その値から相関関係に基づいて発光面積広がり指標を推定し、印加電圧の実効値で割ることにより対応する漏れ電流値を推定することができる。
【００３２】
そして、推定された漏れ電流値から、がいしの状態、例えばがいしの汚損の程度や劣化の程度などを判断でき、がいしの洗浄やがいし交換の要否を判断できる。また、がいし上で起きた放電を早期に発見することができることから、がいし損傷に起因する事故を未然に防ぐことができる。本発明によれば、現在稼働中のがいしの監視および健全性診断を容易に行うことができ、ＣＢＭ（Condition Based Maintenance、状態に基づく管理）の実現に大きな貢献が期待できる。
【００３３】
さらに、本発明によれば、稼働中のがいしの監視に限らず、がいしに関する試験や実験、例えばがいし又はがいしと同じ材料（例えば高分子絶縁材料）を使った屋外課電暴露試験や人工加速劣化試験などにおいても、漏れ電流の推定を容易に行うことができ、漏れ電流の推定値と上記試験などで得られる他の測定結果との対応付けが可能になり、簡易かつ低コストに上記がいしに関する試験や実験を行える。
【００３４】
さらに、請求項３記載の漏れ電流の推定装置では、撮像手段として紫外線カメラを備えるので、放電時に空気中の窒素がイオン化する際に放出される紫外光を感度良く撮影することができ、太陽光下などでも、がいし上で発生する放電光を背景に埋もれさせずに良好に撮影することができる。
【００３５】
さらに、請求項４記載の漏れ電流の推定装置では、撮像手段は、６００ｎｍ近傍の一定波長に該当する光に対する感度を、他の波長の光に対する感度よりも高める手段を備えるので、放電時に汚損物に含まれるナトリウムが炎色反応を起こす際に放出される光を、太陽光下などでも背景に埋もれさせずに、感度良く撮影することができる。
【００３６】
さらに、請求項５記載の漏れ電流の推定装置によれば、基準画像は監視画像に含まれるノイズと同様のノイズを含んだ画像であるので、監視画像について基準画像からの輝度値の変化分を評価することで、ノイズを効果的に除去することができ、放電現象に伴う発光部分を的確に抽出することができる。
【００３７】
さらに、請求項６記載の漏れ電流の推定装置および請求項１０記載の漏れ電流の推定方法によれば、発熱現象を利用して漏れ電流に伴って生ずる発光が起こっているがいし又は試験体を撮像した監視画像を絞り込み、該監視画像について発光面積の算定を実施できるので、処理の高速化が可能となる。
【００３８】
さらに、請求項７記載の漏れ電流の推定装置および請求項１２記載の漏れ電流の推定方法によれば、撮像手段とがいしとの間の撮影距離の異同により生じる監視画像上の発光面積の変動を補正することができるので、撮影距離に依存せずに、漏れ電流の推定を行うことができる。
【００３９】
さらに、請求項１１記載の漏れ電流の推定方法によれば、撮像手段の死角を考慮して、漏れ電流の推定を行える。
【００４０】
さらに、請求項１３記載のがいしの監視方法によれば、予め求められた発光面積と汚損度合との相関関係に基づいて、監視画像中の放電による発光面積から、がいし表面の汚損の程度を判断することができる。
【００４１】
さらに、請求項１４記載のがいしの監視方法によれば、多くの監視対象となるがいしのうちから、まず、発熱が認められたがいしを選別し、対応する監視画像について、発光面積を算出して、発光面積と汚損度合との相関関係に基づいて、がいし表面の汚損の程度を迅速に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００４３】
図１から図１５に本発明のがいしにおいて生じる漏れ電流の推定装置および方法の第一の実施形態を示す。この漏れ電流の推定方法は、がいしの監視画像から放電により発光している部分の面積を求め、上記求めた発光面積と、予め求めておいた発光面積と漏れ電流値との相関関係に基づいて、がいしの表面を流れる漏れ電流値を推定するようにしている。
【００４４】
上記推定方法は、本発明の漏れ電流の推定装置として装置化される。本実施形態の漏れ電流の推定装置１は、がいしの監視画像を取得する撮像手段２と、撮像手段２より得られた監視画像から放電により発光している部分の面積を求める発光面積算定手段３と、発光面積算定手段３より求めた発光面積と、予め記録されている発光面積と漏れ電流値との相関関係とに基づいて、がいしの表面を流れる漏れ電流値を推定する推定手段４とを備えている。
【００４５】
発光面積算定手段３と推定手段４は、例えばパーソナルコンピュータなどの計算機（コンピュータ）５により構成される。このコンピュータ５は、中央処理演算装置（ＣＰＵ）６、ＲＡＭやＲＯＭまたはハードディスクなどの記憶装置７、撮像手段２とのインターフェース８、キーボードやマウス等の入力装置９、ディスプレイやプリンタ等の出力装置１０などがバス１１により接続されて構成されている。がいしを撮影する撮像手段２は、例えば一定時間間隔ごとに監視画像を生成し、生成された監視画像は例えばコンピュータ５の記憶装置７に記録される。また、本実施形態における監視画像は、処理の簡単等のために、グレースケールのデジタル画像としている。監視画像を構成する各画素には、色情報として、例えば０（黒）〜２５５（白）までの２５６階調の明るさの値（輝度値）が割り当てられる。但し、監視画像は必ずしもグレースケール画像に限らず、カラー画像であっても良い。
【００４６】
ここで、汚損したがいし表面での放電発生のメカニズムは、例えば次のように考えられる。先ず、図１５（Ａ）に示すように、汚損物が付着している表面に、降雨などの湿潤によって無数の水滴が島状に形成される。図１５中の符号１２はがいしを示し、符号１３は水滴を示し、符号１４はがいしに電圧を印加する交流電源を示し、符号１５は電極を示す。次に、湿潤が進むに従い、電解質を含む水滴が合体・成長し、一部に導電路が形成されると、局所的電界集中によって、部分放電（水滴端部でのコロナ放電や水滴間での火花放電など）が発生する。次に、部分放電の影響などで撥水性が低下し、表面の湿潤が進み、汚損皮膜が形成される。その結果、電極間にチャネルが形成され、図１５（Ｂ）に示すように、漏れ電流が流れはじめる。図１５中の符号１６はコロナ放電や火花放電を示す。次に、漏れ電流のジュール熱により、部分的に水分の蒸発がおこり、表面に乾燥した部分（ドライバンド）が形成される。次に、図１５（Ｃ）に示すように、ドライバンド両端を橋絡するアーク放電（局部アーク）が発生する。図１５中の符号１７はドライバンドを示し、符号１８はアーク放電を示す。そして、ドライバンドの拡大に伴いアーク放電も成長し、最終的にアーク放電は消滅する。
【００４７】
上記のような様相の変化に伴い、がいし表面を流れる漏れ電流の波形も以下のように変化する。表面が一様に汚損皮膜で被われている、あるいは、一部に汚損皮膜による電極間にチャネルが形成された場合、汚損皮膜中を電流が流れる（汚損皮膜導電成分）。その場合、漏れ電流の大きさは、汚損皮膜の持つ抵抗（電解質濃度、皮膜の圧さなどに依存）で決定され、電流波形は印加電圧を反映した正弦波となる。また、水滴端部、ドライバンド端部での局所的な電界集中により、コロナ放電や火花放電が起こる。この微小放電により、パルス性の電流波形が観測される（コロナ・火花放電成分）。また、ドライバンド両端を橋絡した局部アークの発生に伴い、電圧ゼロ（ゼロクロス点）から遅れて急峻に立ち上がる電流が観測される（アーク放電成分）。また、アークの消滅に伴い、電流が急速に減少する波形が観測される。電流の大きさは、ドライバンド以外の残った汚損皮膜抵抗およびアークの抵抗で決定される。
【００４８】
一方、放電による発光の要素は主として２つある。１つは放電時にがいし表面の汚損物に含まれるナトリウム（Ｎａ）が炎色反応を起こすことによる発光であり、もう１つは放電時に空気中の窒素（Ｎ）がイオン化する際の発光である。ナトリウムの炎色反応による発光では、６００ｎｍ程度（より正確には５８９ｎｍ程度）の波長の光が放出される。窒素がイオン化する際の発光では、紫外光（波長１ｎｍ〜４００ｎｍ）が放出される。
【００４９】
従って、上記放電時のナトリウムの炎色反応に起因する発光と窒素がイオン化する際の発光の少なくとも一方又は双方の発光を画像にとらえ、この画像における発光面積と、上記放電時にがいし表面を流れた漏れ電流値とを計測し、発光面積と漏れ電流値との相関関係を予め求めておけば、以後は、放電時の発光を、先の撮影条件と同条件またはほぼ同じと見なせる条件の下で画像にとらえ、当該画像における発光面積を求めれば、上記予め求めた相関関係に基づいて、対応する漏れ電流値を推定することができる。
【００５０】
例えば本実施形態では、撮像手段２として１台の紫外線カメラを用いている。この紫外線カメラは、紫外光の波長（１ｎｍ〜４００ｎｍ）に大きな感度を持たせた既存のまたは新規の紫外線検出用ビデオカメラを利用して良く、あるいは可視光および紫外光を検出可能なＣＣＤ等の撮像素子を備え、紫外光を除去するフィルタ処理を省略して可視光から紫外光までを撮影可能な既存のまたは新規のビデオカメラを利用して良い。紫外光の波長に大きな感度を持たせた紫外線カメラを用いれば、放電時に空気中の窒素がイオン化する際に放出される紫外光を感度良く撮影することができ、太陽光下などでも、がいし上で発生する放電光を背景に埋もれさせずに良好に撮影することができる。また、可視光および紫外光を撮影可能な紫外線カメラを用いれば、放電時のナトリウム（Ｎａ）の炎色反応による発光と、空気中の窒素（Ｎ）がイオン化する際の発光との双方をとらえることができる。放電は可視光（ナトリウム発光）と紫外光の成分を両方含んでいるが、可視光だけの発光面積だと十分な情報を得られない場合もあるので、紫外光と可視光の双方の情報を得られることが好ましく、この場合において一般的な紫外線カメラは特殊フィルターを使わない限り、可視光情報を取得できるので、紫外線カメラの使用が好ましい。
【００５１】
但し、撮像手段２は必ずしも紫外線カメラに限定されるものではない。例えば６００ｎｍ近傍の一定波長に該当する光に対する感度を、他の波長の光に対する感度よりも高める手段を備えたビデオカメラを利用しても良い。この場合、放電時にナトリウム（Ｎａ）が炎色反応を起こす際に放出される光（波長６００ｎｍ程度、より正確には５８９ｎｍ程度）を、太陽光下などでも背景に埋もれさせずに、感度良く撮影することができる。さらに、紫外光の波長（１ｎｍ〜４００ｎｍ）および６００ｎｍ近傍の一定波長に該当する光に対する感度を、他の波長の光に対する感度よりも高める手段を備えたビデオカメラを利用しても良い。この場合、放電時のナトリウム（Ｎａ）の炎色反応による発光と、空気中の窒素（Ｎ）がイオン化する際の発光との双方を、太陽光下などでも背景に埋もれさせずに良好に撮影することができる。
【００５２】
特定の波長に該当する光に対する感度を、他の波長の光に対する感度よりも、高める手段としては、例えばフィルタなどの光学デバイスを用いても良く、あるいは得られた原画像データに対して一定の画像処理を実行するソフトウェアまたはハードウェアを用いても良い。例えば、バンドパスフィルタなどを用いて、ＣＣＤ等の撮像素子に入射する特定波長以外の波長に該当する光を遮断または減衰させて、特定の波長に該当する光に対する感度を高めるようにしても良い。あるいは撮像素子より得られた原画像データに対して、特定波長に該当する光を表す画素を強調したり、特定波長以外の波長に該当する光を除去または減衰させる画像処理を施すようにしても良い。
【００５３】
紫外線のような微弱光を検出するために、ＣＣＤ等の撮像素子の感度を高める場合、感度向上に伴い熱雑音すなわちショットノイズの影響も増大する。そこで、本実施形態の発光面積算定手段３は、撮像手段２より得られた監視画像と、平常時すなわち非放電時のがいしの画像を示す予め用意された基準画像との２画像について、同じ座標位置における２画素の輝度値の差が予め設定された閾値以上となる画素数を算出し、算出された当該画素数を発光面積とするようにしている。
【００５４】
基準画像は、漏れ電流の推定開始以前に予め作成される。例えば本実施形態では、放電現象に伴う発光が無い、即ち非放電時におけるがいしを撮影した画像を複数用意し、これらの画像を平均化して、基準画像を作成する。この場合、基準画像の各画素の輝度値は、複数の原画像の同位置における画素の輝度値の平均値となる。時間により周囲の明るさが変化し、撮影条件の設定によってショットノイズレベルが変動するが、複数の画像を平均化して基準画像を得ることで、基準画像は、出現頻度の高いショットノイズを含んだ画像となる。
【００５５】
このように基準画像は出現頻度の高いショットノイズを含んだ画像であるので、監視画像について基準画像からの輝度値の変化分を評価することで、熱雑音すなわちショットノイズを効果的に除去することができ、放電現象に伴う発光部分を的確に抽出することができる。基準画像の一例を図２に示し、放電時の監視画像の一例を図３に示す。これらの監視画像と基準画像とを用いて、放電による発光部分を抽出した画像を図４に示す。尚、図２は無放電時の架空送電線を示し、図３はコロナ放電を起こしている架空送電線を示すが、放電による発光部分を抽出する処理についてはがいしの場合も同様である。
【００５６】
ここで、ショットノイズの影響を避けて放電による発光部分を抽出する他の方法として、放電の様子が撮影された監視画像において、着目画素の近傍（例えば着目画素を中心とした３×３画素内）に、発光を示す閾値（例えば２５６階調で１００）以上の輝度値を持った画素がなければ、その画素はショットノイズと判定し、その画素を除外するという画像処理を施すことが考えられる。しかし、この画像処理の場合、ＣＣＤの感度を上げたことで大きなショットノイズも多く現れることから、ショットノイズの大きさを考慮する必要があり、目的の発光現象だけを取り出すことが難しい。例えば、ショットノイズの大きさを３×３画素以下として、図３に示す放電時の監視画像に対して、上記画像処理を施して、放電による発光部分を抽出した画像を図５に示す。さらに図５に示す画像に対して、ショットノイズの大きさを５×５画素以下に拡大して、上記画像処理をさらに施して、放電による発光部分を抽出した画像を図６に示す。図５および図６中の符号Ａで示す円内の黒点がノイズを表す。図４に示した例では、発光部分だけを的確に取り出せているが、図５および図６の画像では、ノイズが除去しきれていない。このことからも、監視画像について基準画像からの輝度値の変化分を評価することの有効性が確認できる。
【００５７】
尚、基準画像は監視の時間帯や監視時の天候等に応じて複数用意しておき、状況に応じた最適な基準画像を適宜選択するようにしても良い。また、発光部分の抽出に基準画像を用いることは上記のように好ましい例ではあるが、必ずしもこの例に限定されず、例えば監視画像において、発光を示す予め定めた閾値（例えば２５６階調で１００）以上の輝度値を持った画素数を算出し、算出された当該画素数を発光面積とするようにしても良い。さらに、当該画素数算出前の監視画像に対して、新規または既知のノイズ除去の画像処理を施すようにしても良い。
【００５８】
ここで、監視画像から放電による発光部分を抽出するための閾値は、放電による発光部分のみが的確に抽出できるように、撮影条件や撮影時の状況等に適合したものが、例えば解析者等の判断で設定される。尚、監視の時間帯や監視時の天候等に応じて複数の閾値を用意しておき、状況に応じて最適な閾値を適宜選択するようにしても良い。例えば本実施形態では、閾値を１５に設定している。
【００５９】
放電時の発光面積と漏れ電流値との相関関係は、予め実験により求められる。この相関関係を求める実験には、例えば人工加速劣化試験装置である回転輪浸漬試験装置（Rotating Wheel Dip Test、ＲＷＤＴ）を利用できる。この回転輪浸漬試験装置は、例えば図７に示すように、がいしと同じ材質の試験体１９としての棒状試料片を回転板２０に取り付けて、回転軸２１回りに回転板２０を回転させて、水槽内に入れられた汚損液２２への浸漬と、交流電源２３による高電圧の印加を繰り返すことで、試験体１９の表面の耐侵食性を短時間に評価するものである。
【００６０】
この回転輪浸漬試験装置において、漏れ電流計測回路２４により、試験体１９の表面を流れる漏れ電流を一定時間ごとに測定するとともに、撮像手段２により試験体１９を撮影し一定時間ごとに画像を生成する。尚、撮像手段２は、漏れ電流推定時と撮影条件等を一致させるために、漏れ電流推定装置１に備えるものと同一または同じ型式のものが好ましい。
【００６１】
そして、撮影された画像中の放電による発光部分の面積と、当該撮影時刻と同時刻に計測された漏れ電流値とを、一方の軸が漏れ電流値を示し他方の軸が発光面積を示す直交座標上にプロットする。このようにプロットされたグラフの一例を図８に示す。上記プロットされたグラフから、放電時の発光面積と漏れ電流値との相関関係を示す回帰曲線を求める。尚、漏れ電流計測回路２４から出力される漏れ電流値データおよび撮像手段２から出力される画像データをパーソナルコンピュータ等の計算機に取り込んで、上記漏れ電流と発光面積との関係を示すグラフを自動作成するようにしても良く、さらに回帰曲線を自動作成するようにしても良い。さらに上記計算機は、発光面積算定手段３と推定手段４を実現するコンピュータ５であっても良い。
【００６２】
ここで、部分放電の発光強度と部分放電の電荷量は対数比例関係にあることが指摘されている。そこで本実施形態では、放電光の発光面積と漏れ電流も同様に対数比例関係が成り立つものと仮定し、放電光の発光面積をＳとし、漏れ電流値をＩとし、次式が成立するものと仮定して、図８に示す実測データを用いた回帰分析により、同数式中のＡ，ｋを求める。求められた回帰曲線を第１回帰曲線と呼ぶ。図９中の破線で示し、符号Ｂで示す曲線が第１回帰曲線を示す。
【００６３】
＜数１＞
Ｉ＝Ａ＊Ｓｋ
【００６４】
図９に示されるように、実測データは、第１回帰曲線の上側に位置するものが多い。これは、撮像手段２の死角となっている部分でも発光している可能性があるためと考えられる。つまり、計測された発光面積よりも、実際の発光面積は大きいと考えられる。一方、第１回帰曲線よりも下側にあるデータは、カメラの死角で発光している可能性が低いと考えられる。そこで、新たに、第１回帰曲線よりも下側にあるデータ（図９中のハッチングで示す領域に含まれるデータ）を用いた回帰分析により、次式で表される回帰曲線を求め、同数式中のＡ’，ｋ’を求める。求められた回帰曲線を第２回帰曲線と呼ぶ。図９中の実線で示し、符号Ｃで示す曲線が第２回帰曲線を示す。第２回帰曲線は、撮像手段２から得られた発光面積の情報により推定した漏れ電流の下限を表すと考えることができる。
【００６５】
＜数２＞
Ｉ＝Ａ’＊Ｓｋ’
【００６６】
次に、撮像手段２の死角部分での発光面積を考慮する。死角部分の発光面積が、観測された発光面積のα倍であったとすると、撮像手段２の死角部分を考慮した回帰曲線は、次式で表される。
【００６７】
＜数３＞
Ｉ＝Ａ’＊（（１＋α）＊Ｓ）ｋ’
【００６８】
１＋αを改めてβとすれば、次式となる。
＜数４＞
Ｉ＝Ａ’＊（β＊Ｓ）ｋ’
【００６９】
数式４中のβ＊Ｓは、観測された発光面積Ｓから推定される全体の発光面積を示すものと言える。例えば撮像手段２としての紫外線カメラの死角が棒状試料片１９の全周囲の１／２なので、軸対象に一様に発光した場合、総発光面積は実測された発光面積の２倍となると考えられ、β＝２となる。数式４で表される回帰曲線を第３回帰曲線と呼ぶ。図９中の一点鎖線で示し、符号Ｄで示す曲線が第３回帰曲線を示す。第３回帰曲線は、推定される漏れ電流の上限を表すと考えることができる。従って、漏れ電流の真値は、第２回帰曲線と第３回帰曲線との間の範囲内にあると考えられる。
【００７０】
尚、本実施形態では、放電光の発光面積Ｓと、漏れ電流値Ｉとの間に、数式１の関係が成立すると仮定したが、必ずしもこの例に限定されず、がいしの素材の特性やがいしの形状などの影響で数式１とは異なった関係となる場合も考えられるため、上記影響を考慮して数式１と異なる関係を仮定しても良く、あるいは近似により回帰関数を簡略化しても良い。例えば図１０に示すようにほぼ線形の回帰曲線を求めるようにしても良い。尚、回帰曲線は直線となる場合も含む。
【００７１】
また、本実施形態では、撮像手段２の死角の影響を考慮して、漏れ電流の推定値の下限を表す第２回帰曲線と上限を表す第３回帰曲線とを導出したが、例えば撮像手段２を撮影対象であるがいしの周囲に複数設置するなどして死角のない画像を得る構成とした場合などには、実験データに基づいて第１回帰曲線のみを導出するようにしても良い。
【００７２】
本実施形態の漏れ電流の推定方法および推定装置１によれば、例えば図１１および図１２に示す処理により、がいしにおいて生じる漏れ電流を推定できる。先ず、前処理として、予め求められた放電光の発光面積と漏れ電流値との相関関係、予め作成された基準画像、予め設定された閾値が、漏れ電流の推定装置１に入力される（Ｓ１〜Ｓ３）。
【００７３】
例えば第１〜第３回帰曲線を表す発光面積Ｓと漏れ電流値Ｉとの関係式が入力装置９を介して記憶装置７に記録される（Ｓ１）。図１中の符号２５は、記憶装置７に格納された発光面積Ｓと漏れ電流値Ｉとの相関関係データを示す。また、予め作成された基準画像が記憶装置７に読み込まれる（Ｓ２）。図１中の符号２６は、記憶装置７に格納された基準画像データを示す。また、監視画像から放電による発光部分を抽出するための閾値が、入力装置９を介して記憶装置７に記録される（Ｓ３）。図１中の符号２７は、記憶装置７に格納された閾値データを示す。
【００７４】
次に、撮像手段２によるがいしの撮影が開始され、一定時間間隔ごとにがいしの監視画像が撮像手段２により作成され、当該作成された監視画像が記憶装置７に記録される。図１中の符号２８は、記憶装置７に格納された監視画像データ群を示す。記憶装置７に記録された監視画像は例えば１枚ずつ読み出されて（Ｓ４）、発光面積算定手段３により、読み出された監視画像について放電による発光部分の面積が算出される（Ｓ５）。
【００７５】
発光面積算定処理の一例を図１２に示す。先ず、発光面積を表す変数Ｓに初期値０が設定される（Ｓ５０１）。また、垂直画素番号を表す変数ｙに初期値１が設定される（Ｓ５０２）。そして、垂直画素番号ｙが最大値y_maxに至るまで以下の処理が繰り返される（Ｓ５０３；Ｙｅｓ）。
【００７６】
水平画素番号を表す変数ｘに初期値１が設定される（Ｓ５０４）。そして、水平画素番号ｘが最大値x_maxに至るまで次の処理が繰り返される（Ｓ５０５；Ｙｅｓ）。即ち、監視画像の座標（ｘ，ｙ）の画素の輝度値と、基準画像の座標（ｘ，ｙ）の画素の輝度値との差の絶対値を求める（Ｓ５０６）。当該求められた輝度値の差分の絶対値が、ステップ３で設定された閾値以上であれば（Ｓ５０７；Ｙｅｓ）、発光面積Ｓに１を加算する（Ｓ５０８）。そして、水平画素番号ｘに１を加算して（Ｓ５０９）、Ｓ５０５の処理に戻る。一方、上記求められた輝度値の差分の絶対値が、ステップ３で設定された閾値未満の場合は、Ｓ５０８の処理は行わず、水平画素番号ｘに１を加算して（Ｓ５０９）、Ｓ５０５の処理に戻る。
【００７７】
水平画素番号ｘが最大値x_maxを超えると（Ｓ５０５；Ｎｏ）、垂直画素番号ｙに１を加算して（Ｓ５１０）、Ｓ５０３の処理に戻る。垂直画素番号ｙが最大値y_maxを超えると（Ｓ５０３；Ｎｏ）、当該監視画像についての発光面積算定処理は終了する。以上により、ステップ４で読み込まれた監視画像の全画素について、基準画像の対応する画素との輝度値の差分が求められ、当該差分が予め設定された閾値以上となる画素数が算出され、算出された当該画素数が発光面積Ｓとなる。
【００７８】
次に、ステップ１で入力された発光面積Ｓと漏れ電流値Ｉとの関係式と、ステップ５で求められた発光面積Ｓとに基づいて、漏れ電流値Ｉが推定される（図１１のＳ６）。推定された漏れ電流値は、例えばコンピュータ５が備える出力装置１０、例えばディスプレイに表示出力される。尚、推定された漏れ電流値がある一定値以上となる場合に、スピーカやディスプレイ等の出力装置１０に警告音や警告メッセージ等を自動出力し、監視者等に注意を促すようにしても良い。記憶装置７に記録されたすべての監視画像について上記の処理が行われると（Ｓ７；Ｎｏ）、処理は終了する。
【００７９】
以上のように本発明によれば、漏れ電流を測定する専用のセンサを設置することなく、簡易な構成でがいしにおいて生じる漏れ電流を定量的に推定できる。画像処理技術を利用して監視対象であるがいしとは非接触に漏れ電流を推定することが可能であるから、漏れ電流を測定する専用のセンサを設置する手間やコストを削減できる。
【００８０】
そして、推定された漏れ電流値から、がいしの状態、例えばがいしの汚損の程度や劣化の程度などを判断でき、がいしの洗浄やがいし交換の要否を判断できる。また、がいし上で起きた放電を早期に発見することができることから、がいし損傷に起因する事故を未然に防ぐことができる。本発明によれば、現在稼働中のがいしの監視および健全性診断を容易に行うことができ、ＣＢＭ（Condition Based Maintenance、状態に基づく管理）の実現に大きな貢献が期待できる。
【００８１】
さらに、本発明によれば、稼働中のがいしの監視に限らず、がいしに関する試験や実験、例えばがいし又はがいしと同じ材料（例えば高分子絶縁材料）を使った屋外課電暴露試験や人工加速劣化試験などにおいても、漏れ電流の推定を容易に行うことができ、漏れ電流の推定値と上記試験などで得られる他の測定結果との対応付けが可能になり、簡易かつ低コストに上記がいしに関する試験や実験を行える。従って、本発明に係る漏れ電流の推定方法および装置の監視対象は、既設のがいしに限定されず、がいしを模擬した試験体やがいしと同じ材質の試験体も含まれる。また、がいしを構成する絶縁材料は、シリコーンゴム等の高分子材料に限らず、セラミックス等であっても良い。
【００８２】
次に、図１６から図１９に本発明のがいしにおいて生じる漏れ電流の推定装置および方法の第二の実施形態を示す。
【００８３】
第一の実施形態では、紫外線カメラにより撮像された画像を監視画像として用いたが、紫外線カメラを用いる場合、撮影条件によっては画像の背景が問題となることがある。特に屋外での撮影の場合などに問題となる場合が多い。例えば、地上から送電線上のがいしを点検のために撮影した場合、がいしの発光部分は発光により白色に撮影される。このため、背景となる空や雲の色にがいしの発光部分が埋もれてしまい発光部分の視認が困難である場合がある。また、監視対象となるがいしは非常に数が多く、一つの監視画像に、多くのがいしが撮影される。このような場合には、監視画像において発光部分として捉えられる部分が、実際のどのがいしに当たるのかの見分けが難しい場合もある。
【００８４】
そこで、本実施形態では、放電に伴い流れる漏れ電流により熱が発生し、漏れ電流が発生する部分は熱によりがいしの温度が上昇することに着目し、赤外線カメラにより発熱しているがいしを選別した上で、監視画像により漏れ電流の推定を行うこととした。これにより、第一の実施形態に比べ、放電が生じているがいしなどの監視対象物の特定と迅速かつ効率的に漏れ電流の推定を行うことができ、がいしの監視作業をおこなうことができるようにしたものである。
【００８５】
漏れ電流の時間的変化が赤外線画像における発熱面積と監視画像における与える変化について検討した。図１７に赤外線画像における発熱面積と漏れ電流値との関係を示す。図１８に監視画像による発光面積と漏れ電流値との関係を示す。
【００８６】
図１７に示されるように、赤外線画像の発熱面積の時間変化は、漏れ電流の時間変化に比べ緩やかであり、いったん発熱面積が大きくなると発熱面積の変化が少ないことがわかる。また、図１８に示されるように、監視画像の発光面積の時間変化は、赤外線画像での時間変化に比べ、時々刻々と変化していることがわかる。このことは、図１８に示すグラフの時間軸を短縮し、発光面積と漏れ電流の絶対値とで表した図１９のグラフによってより明らかなものとなる。即ち、図１９より、監視画像による発光面積の時間変化は、漏れ電流量の変動に伴って激しく変動していることが明確に読み取れる。しかし、図１８及び図１９に示すように、発光面積の時間変化は漏れ電流量の変動に伴って絶えず変動しているため、同一のがいしの監視画像のわずかな時間差の画像であっても、発光面積の画素数には大きな差が生じる可能性があることから、発光面積を見落としたり、画像認識が困難な場合がある。
【００８７】
これに対し、赤外線画像は、いったん発熱面積が大きくなると発熱面積の変化がゆるやかであって、温度が上昇すると、しばらく温度が高い状態が続くことがわかる。しかも、がいしの温度の上昇は、漏れ電流による発光部分の温度が上昇したことだけによるのではなく、例えば、実際の発光部分の周辺が熱伝導によって温度が上昇している等の漏れ電流の発生に直接起因しないその他の要因によるものも含まれると考えられる。即ち、温度が上昇している部分は、必ずしも漏れ電流が発生しているとは限らないこととなるので、発熱面積の変化は漏れ電流の変化を正確に反映しているものとはいえないこととなる。しかしながら、赤外線画像は画像上において発熱部分の画像認識が監視画像に比べ容易にできる。しかも、発熱部分は漏れ電流の存在だけを示すものではないが、漏れ電流が存在すれば通常は発熱部分に含まれることとなるので、赤外線画像は、無数にある監視対象のがいしのうち発熱部分を有する（漏れ電流が発生している可能性がある）がいしを選別することには、適していると言える。
【００８８】
そこで、本実施形態では、例えば、図１６に示すように、監視画像を取得する撮像手段２と同じ光軸上に赤外線カメラ３０を配置し、赤外線画像と監視画像を同時に撮影可能としている。尚、図中の符号３１はビームスプリッタを、３２は撮像レンズ、３３はプリズムを示している。ここで、撮像手段２としては、発光面積の変動が比較的急激なので連続画像となるビデオカメラの画像が好ましいが、赤外線カメラとしては発熱面積の変動は比較的穏やかなので静止画像であっても支障が少なく、ビデオカメラでなくとも良い。紫外線カメラにより撮影された監視画像には、１〜４００ｎｍの紫外線画像のみを含む場合も、６００ｎｍ近傍の一定波長に該当する光に対する感度を他の波長の光に対する感度よりも高める手段を備える撮像装置により撮像された可視光も、更にはこれらの双方を含むものである。
【００８９】
ところで、赤外線カメラで得られた赤外線画像によって漏れ電流の可能性があるがいしを検出してから、そのがいしからの監視画像を得ようとしても、多数のがいしが存在する場合には、実際のどのがいしであるのかの判断が難しいなどの問題がある。
【００９０】
そこで、赤外線画像と監視画像の撮影は、同じ光軸上で同時に撮像し、同期を取ることとしている。両画像の同期をとるには、例えば、ＮＴＰ（Network Time Protocol）を利用することができる。また、画像に同時にタイムカウンタを記録しておいてもよい。また、両画像のフレームレート数は、必ずしも完全一致である必要はない。この場合、各画像フレームの対応関係を記憶手段等に記録しておけばよい。例えば、赤外線画像は、温度が時系列変化が監視画像に比べ少ないので、監視画像をビデオレートで撮影し、赤外線画像をそれよりも遅いフレームレートで撮影し、両画像の同期をとってもよい。
【００９１】
まず、発熱している部分の判断は、赤外線画像において、発熱部分を抽出するための閾値を予め設定し、閾値以上の値となった画素を、発熱部分と判断することが好ましい。閾値は任意に設定することが可能であり、相対的なものでも絶対的なものでも良く、また、閾値を設定する対象となる値も限られるものではない。例えば、外気温を基準にして、外気温＋５度以上（相対的閾値）に設定したり、一定の温度例えば２５度以上（絶対的閾値）に設定するようにしてもよい。また、例えば、平常時すなわち非放電時のがいしの画像を示す予め用意された基準画像とし、基準画像の同一画素に対して閾値を設定することもできる。
【００９２】
次に、発熱部分が抽出された赤外線画像と、同一光軸上で同時に撮影された対応する監視画像を抽出するようにしている。ここで、赤外線画像、並びに監視画像は、撮像されるとそれぞれメインメモリ上、または記録装置に記録される。赤外線画像のうち発熱部分とされた画素位置に対応する、監視画像の画素位置の輝度値が予め設定した閾値以上となった発光部分として抽出を行うこととしている。尚、発熱部分が抽出されたすべての赤外線画像について上記の処理を行う必要は必ずしもなく、例えば、発熱部分を抽出された赤外線画像から、監視画像上を抽出する際に一定の閾値を設けることも可能である。例えば、赤外線画像上で発熱部分が１０画素以上検出された画像についてのみ、対応する監視画像を選別することも可能である。また、監視画像から発光面積を抽出する際に用いる閾値は必ずしも設ける必要はなく、赤外線画像のうち発熱部分とされた画素位置に対応する、監視画像の画素位置をすべて発光面積として抽出することもできる。尚、上述の発熱部分を検出したときの対応監視画像の選定並びに該監視画像からの発光面積算定ステップを実行する手段は、第一の実施形態と同様に、中央演算処理装置と前記装置などによって構成されるコンピュータと、このコンピュータに上述のステップを実行させるプログラム、更には機能させるプログラムによって構成されている。
【００９３】
ここで、ＣＣＤカメラの性能が全く同じで、同じピクセル（画素位置）で同じ対象が映っていれば、赤外線の画像から、がいしが漏れ電流により熱せられた部分がどの位置かを求め、その情報をもとに、対応する監視画像上での輝度値を求めその輝度値以上の画素を計数し、発光面積とする。ＣＣＤカメラの性能が同じでなければ、赤外線画像と監視画像の間で各ピクセルごとの対応関係を、格子状のパターンを使って調べ（キャリブレーションという）ておき、以下赤外線画像で得られた、放電により熱せられたと考えられる画素位置に対応する、監視画像の画素位置の輝度値を調べ、それ以上の輝度値を持つ画素を計数して発光面積を求めることとする。
【００９４】
以上のように、本実施形態においては、赤外線画像と監視画像を同一光軸上で同時に撮影し、赤外線画像により、発熱箇所を捉えられるがいしを選定し、そのときの対応する監視画像に対して発光面積を算出する処理を実施してから、がいしの漏れ電流を推定することにより、監視画像のみを用いる場合に比べてより迅速かつ効果的にがいしの漏れ電流を推定することができるようになる。尚、本実施形態では、赤外線画像と監視画像の取得を同期させ、対象の絞り込みと発光面積の算出を並列あるいは連続処理するようにしているが、場合によっては、赤外線カメラで発熱部分を見つけ、その後、同一の光軸上の紫外線カメラに切り替えて実施形態の方法を実施するようにしてもよい。
【００９５】
次に、図２０から図２２に本発明の第三の実施形態を示す。
【００９６】
実際のがいしの点検作業は、地上から送電線上のがいしを撮影したり、ヘリコプターから送電線上のがいしを撮影するなど、様々な状況での点検が考えられる。つまり、がいしと撮像手段２との間の撮影距離は、その撮影環境によって異なるものであり、実際の点検作業において撮影距離を一定に保つことは困難である。ここで、監視画像における発光面積とは、監視画像における撮像画像中の発光部分の画素数であるので、撮像手段とがいしとの距離によって発光面積は変動することとなる。即ち、漏れ電流量が同じであっても、撮影距離が近づけば発光面積が大きくなり、撮影距離が離れれば発光面積が小さく撮像されることとなる。これを発光面積の距離依存性とする。
【００９７】
この発光面積の距離依存性は、実際のがいしの点検作業等において、がいしの位置と撮像手段２との距離が一定している場合（幾種類かの距離が存在している場合も含まれる）には、予め各距離に応じた漏れ電流と発光面積との関係を実験によって求めておけば良いが、想定外の距離となる場合には校正が必要となる。
【００９８】
このような発光面積の距離依存性を解消するための従来手法としては、対象物にマーカなどを付して、キャリブレーション処理をおこなうことで対象物との撮影距離の計測を行うことが一般的である。しかしながら、送電線上のがいしに対してマーカをその都度つけることは容易ではなく、監視するすべてのがいしにマーカをつけることは困難であるので、マーカによるキャリブレーション処理を行うことは実用的ではない。
【００９９】
そこで、本発明は、監視画像上にある共通の対象物を基準物体として設定し、撮影距離の異同による監視画像上での発光面積の違いを基準物体の拡大、縮小率を用いて求めることにより、距離依存性の解消をするようにしている。発光面積の距離依存性の確認と非依存化の手法について、図２２に示す実験装置を用いて、カメラ２と支柱３８上の試験体（がいし）３９との距離を変えて発光面積をとらえた。この結果、図２０に示すように、予め任意に設定した撮影距離（以下、基準距離ともいう）での基準画像３４に撮像された物体のうちから任意に選択した物体（以下、基準物体）３７の基準画像３４上の面積と、監視画像３５に撮像された基準物体３７の監視画像３５上の面積との面積比率から、拡大又は縮小比を求める。次に、監視画像上の発光面積に求めた比率をかけることにより、異なる撮影距離であっても基準物体の画像上の面積比を利用して、撮影距離の補正を行うこととしている。これにより、あらかじめ基準距離を測定して定めておき、基準距離で撮影した基準物体の面積を予め求めておけば、基準物体が撮影された画像であれば、撮影距離が不明であっても、撮影距離に起因する距離依存性を解消することができ、正しい漏れ電流値の推定を行うことができる。
【０１００】
なお、具体的には、発光面積とは抽出された監視画像の画素数であるので、基準距離での基準物体が占める画素数と、撮影された監視画像上での基準物体が占める画素数との比率（拡大、または縮小率）を求めて、撮影された監視画像上の発光面積を占める画素数に、上記求めた比率をかける処理を行うことによって、発光面積を補正するものである。
【０１０１】
ここで、相対比を求めるための基準距離は、測距計などで予め計測しておくものとする。尚、基準距離に特に制限はなく基準物体が監視画像上で一定の画素数を占めていればよい。尚、基準物体は監視対象物の直近に在るもの、例えばがいしを監視対象とする本実施形態ではがいしの腕の部分などであるが、これに限るものではなく、画像上で特定可能な部分であればよい。即ち、がいし自体を基準物体とすることも可能である。実際のがいしの点検作業においては、がいしの側にとりつけられた避雷装置等の面積が求めやすい形状の物体を基準物体とすることが考えられる。また、長方形部分の面積とは、撮影画像における基準物体の面積のことであるが、基準物体の面積の形状は、画素数が計測可能であればよいので、その形状は長方形に限られるものではない。
【０１０２】
以上により、共通の対象物から撮影距離による画像上での面積の違いを拡大・縮小率の倍率として求めることで、図２１に示すように、実際の撮影距離に依存せずに漏れ電流量の推定を行うことが可能となった。これにより、がいしの点検作業において、撮影距離の測定をすることなく点検作業を行うことができるので、がいしにマーカなどをとりつける必要がなくなり、より効果的に点検作業を行うことが可能となるものである。尚、上述の共通の対象物から撮影距離による画像上での面積の違いを拡大・縮小率の倍率として求めるステップを実行する手段は、第一の実施形態と同様に、中央演算処理装置と前記装置などによって構成されるコンピュータと、このコンピュータに上述のステップを実行させるプログラム、更には機能させるプログラムによって構成されている。
【０１０３】
次に、図２３から図２７に基づいて印加電圧への依存性を排除した第四の実施形態を示す。
【０１０４】
上述の漏れ電流と発光面積との相関関係には、印加電圧の大きさが影響を与える。このため、送電系統などにおいて大きく印加電圧が異なる場合には、各印加電圧毎に漏れ電流と発光面積の相関関係を求めておくことが必要となる。即ち、監視画像上における発光面積が同じであっても、印加電圧に差異があれば、実際の漏れ電流値は異なる（このことを印加電圧依存性とする）。この点について本発明者等が実験を、研究をした結果、印加電圧の実効値に漏れ電流値を乗じた値を指標（本明細書においては発光面積広がり指標と呼ぶ）とすれば、図２５に示すよにう１つの会期曲線で示すことができ、印加電圧の大きさに拘わらず発光面積から漏れ電流量を推定できることを知見するに至った。ここで、発光面積広がり指標は、電圧値に電流値を乗じて求めたエネルギー量であり、単位はＷ（ワット）で表される。
【０１０５】
印加電圧毎の漏れ電流と発光面積との関係をシリコーンゴム試料片を用いて実験により求めた。図２３は、前記試料片に対して印加電圧を６ｋＶを加えた場合のグラフを示し、漏れ電流と発光面積の関係を示す回帰曲線（以下、第１漏れ電流推定曲線ともいう。）が得られた。また、図２４は、前記試料片に対して印加電圧を１０ｋＶを加えた場合のグラフを示している。二つのグラフの発光面積を比べると、印加電界を１０ｋＶを加えた場合のグラフの方が、６ｋＶを加えた場合に比べ、漏れ電流の増加に比例して発光面積が大きくなることが見てとれる。これは、同じ漏れ電流値の場合、印加電圧が大きいと、消費可能なエネルギーが増えるため、発光しやすくなったからであると考えられる。
【０１０６】
図２６並びに図２７の測定結果から、漏れ電流に印加電圧の実効値をかけた発光面積広がり指標と発光面積との関係を示す回帰曲線（以下、第２漏れ電流推定曲線ともいう。）を求めた。この結果のグラフを図２５に示す。図２５のグラフから、発光面積広がり指標と発光面積は、異なる印加電圧値であっても同一の回帰曲線に近傍することがわかる。尚、本実施形態においては、印加電圧を、それぞれ６ｋＶと１０ｋＶにした場合の計測結果より第２漏れ電流推定曲線回帰曲線を求めたが、基準となる計測結果はこれに限られるものではなく、任意に設定した一の印加電圧値での漏れ電流値と発光面積の計測結果から、発光面積広がり指標を求めても、計測結果は、同様に同一の回帰曲線に近傍する。つまり、発光面積で発光面積広がり指標を推定すれば、印加電圧によらず統一的に扱えることがわかる。これにより、印加電圧がわかれば漏れ電流の推定が可能であることがわかる。
【０１０７】
本実施形態は、かかる知見に基づくものであって、印加電圧の実行値に漏れ電流値を乗じた値である発光面積広がり指標と、発光面積との関係を表す第２漏れ電流推定曲線を予め求めて記憶装置に記憶しておいたうえで、監視画像上で捉えられた発光面積から、第２漏れ電流推定曲線を用いて、発光面積広がり指標を推定するものである。さらに、推定された発光面積広がり指標を印加電圧の実行値で割ることにより、漏れ電流値を推定することができるものである。これにより、印加電圧が異なっていても、１つの第２漏れ電流推定曲線を予め求めておけば、漏れ電流値の推定を行うことができる。即ち、印加電圧依存性を解消することができる。
【０１０８】
上述した印加電圧依存性の解消により、印加電圧に依存せずに、漏れ電流の推定を行うことが可能となる。即ち、これまでの実施形態では、印加電圧が異なるごとに第１漏れ電流推定曲線を求めなければならなかったが、本実施形態では、印加電圧が異なっていても一の回帰曲線（第２漏れ電流推定曲線）を求めておくことで印加電圧量に依らないで漏れ電流量の推定が可能となるものである。尚、上述の印加電圧の距離依存性を解消するステップを実行する手段は、第一の実施形態と同様に、中央演算処理装置と前記装置などによって構成されるコンピュータと、このコンピュータに上述のステップを実行させるプログラム、更には機能させるプログラムによって構成されている。
【０１０９】
以上の第２並び第３の各実施形態は、監視対象物の撮影条件あるいは監視対象物に課される条件などによって、それぞれ第１の実施形態と同時に必要に応じて実施されることが好ましい。さらに、第４の実施形態は、印加電圧が変わる場合などには、第１の実施形態の漏れ電流推定手段・推定ステップに代えて、実施されることが好ましい。また、場合にはよっては、これらを連続的に実施すること、例えば図３０に示す処理により、がいしにおいて生じる漏れ電流を推定することが好ましい。先ず、前処理として各入力項目、閾値の設定を行う（Ｓ１０１）。入力項目としては、がいしにかかる印加電圧値、基準物体の撮影画像上の面積と基準距離、予め求められた放電光の発光面積と漏れ電流値との相関関係、予め求められた発光面積広がり指標と発光面積との相関関係、基準画像の読み込み、閾値としては、予め設定された赤外線画像に対する閾値、予め設定された監視画像に対する閾値が、漏れ電流の推定装置の記憶装置に入力される。
【０１１０】
次に、撮像手段２によりがいしの撮影が開始され、がいしを撮影した監視画像と赤外線画像を取得し、記憶装置に記録する。記憶装置に記録された赤外線画像は１画像ごとに読み出され（Ｓ１０２）、発熱部分が認められれば（Ｓ１０３−Ｙｅｓ）、同時に撮影された監視画像が読み出す処理（Ｓ１０４）を行う。赤外線画像に発熱部分がなければ（Ｓ１０３−Ｎｏ）、次の赤外線画像が読み出される（Ｓ１０２）。監視画像が読み出されたら、基準物体の画像上の面積との相対比により、撮影距離依存性の解消処理（Ｓ１０５）を行う。さらに、発光面積算定手段３により、読み出された監視画像の放電による発光部分の面積が算出される（Ｓ１０６）。
【０１１１】
ステップ１０６で求められた発光面積から、ステップ１０１で入力された発光面積と発光面積広がり指標との関係式に基づいて、発光面積広がり指標を推定し（Ｓ１０７）、推定された発光面積広がり指標を印加電圧の実効値で割り漏れ電流値を推定する（Ｓ１０８）処理を行う。記憶装置に記録されたすべての撮影画像について上記の処理が行われると（Ｓ１０９；Ｎｏ）、処理は終了する。
【０１１２】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述の実施形態では、監視画像中の放電による発光面積から漏れ電流値を推定するようにしたが、上記漏れ電流はがいしの汚損によって生じ、漏れ電流値が大きいほど汚損の度合も大きいと考えられることから、発光面積と汚損度合との相関関係を予め定めておき、当該相関関係に基づいて、監視画像中の放電による発光面積から、がいし表面の汚損の程度を判断するようにしても良い。特に、がいし表面の汚損物に含まれるナトリウムが炎色反応を起こすことによる発光面積は、がいし表面の汚損範囲と密接な関係があると考えられることから、上記ナトリウムの炎色反応による発光面積を監視画像から求めることで、がいし表面の汚損の程度を精度良く推定することができる。
【０１１３】
また、本発明者等の実験によると、がいしの材料が変わると、発光面積と漏れ電流との関係も変わり、更には材料によっては計測結果にばらつきが生ずることがある。このことから、どのように材料に対しても高い精度で漏れ電流を推定することかは場合によっては困難なこともある。しかし、画像を使うメリットとして非接触で遠隔から計測できることであるから、漏れ電流を大雑把にでも見積もれることは設備の保守・点検上において非常に重要でかつ有用なことである。
【実施例】
【０１１４】
（実施例１）
図７に示す回転輪浸漬試験装置を用いて、試料片１９上で発生したアーク放電の発光面積と、当該アーク放電による漏れ電流とを測定し、当該発光面積と漏れ電流との関係を求めた。漏れ電流は０．１ｍｓｅｃ（ミリ秒）ごとに計測し、撮像手段２としての紫外線カメラからの画像の取込みは３３ｍｓｅｃ（ミリ秒）ごと（即ち１秒あたり３０フレーム）とした。漏れ電流の測定値と、撮像手段２から得られた監視画像との対応をとるため、ＮＴＰ（Network Time Protocol）を利用し、ＬＡＮ経由で両方の計測システムの時刻同期を行い、漏れ電流データと監視画像データとのそれぞれにデータ作成時間を表すタイプスタンプを付け、漏れ電流データと監視画像データとの対応をとった。
【０１１５】
発光面積の算出は図１２に示す処理により行った。放電の様子を撮影した画像から放電による発光部分を抽出するための閾値は１５に設定した。計測開始直前の１０秒間の画像を取得し、その画像群の平均的な画像を作成して、基準画像とした。電源２３の課電圧は、３ｋＶから１０ｋＶの間で変化させた。
【０１１６】
撮像手段２としての紫外線カメラで撮影した各課電電圧での監視画像を図１３に示す。図１３中の（Ａ）は課電圧３ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｂ）は課電圧４ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｃ）は課電圧６ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｄ）は課電圧８ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｅ）は課電圧１０ｋＶの場合の放電光を示す。図１３から、課電電圧が大きくなるにつれて、アーク放電が激しくなっていくことがわかる。
【０１１７】
図８に、実際に計測された漏れ電流とアーク放電の発光面積との関係を示す。図８に示す実測データに基づいて、数式１が成立することを仮定して、相関関係を示す回帰曲線を求めた結果を図９に示す。この結果、本実験における第１回帰曲線は、次式となった。
【０１１８】
＜数５＞
Ｉ＝１．８５４５＊Ｓ０．６８２２４
【０１１９】
また、本実験における第２回帰曲線は、次式となった。
＜数６＞
Ｉ＝０．７５７９５＊Ｓ０．９１５１８
【０１２０】
紫外線カメラ２の死角は試料１９の全周囲の１／２なので、軸対象に一様に発光した場合、総発光面積は実測された発光面積の２倍となると考えられる。そこで、本実験における第３回帰曲線は、次式となると考えられる。
【０１２１】
＜数７＞
Ｉ＝０．７５７９５（２＊Ｓ）０．９１５１８
【０１２２】
従って、本実験での漏れ電流の推定については、漏れ電流の下限は数式６で表され、漏れ電流の上限は数式７で表されると考えられる。
【０１２３】
以上のように、アーク放電の発光面積と、当該アーク放電による漏れ電流との間には、正の相関があることが確認された。従って、この相関関係（例えば数式５〜数式７に示す回帰関数）を予め求めておけば、放電光の発光面積Ｓを計測することで、漏れ電流値Ｉを推定することができる。
【０１２４】
ここで本発明では、予め求めておいた放電時の発光面積と漏れ電流値との相関関係に基づいて、計測された放電時の発光面積から、漏れ電流値を推定するようにしている。これに対して、放電時の光強度を表す輝度値と、漏れ電流値との相関関係を予め求めておいて、計測された放電時の光強度を表す輝度値から、漏れ電流値を推定することも考えられる。本実験で計測された漏れ電流と監視画像上の輝度値との関係を図１４に示す。本実験では、漏れ電流が流れ、発光が観察されると、画像上の輝度値が漏れ電流によらず約２５５となっており、輝度値（発光強度）では漏れ電流値を推定できるだけの分解能がないことがわかる。この点からも、放電時の発光面積からその時の漏れ電流値を推定することの有効性が確認できる。
【０１２５】
（実施例２）
図１６に示すように第一の実施例の監視画像を得る紫外線カメラと同じ光軸上に配置された赤外線カメラによって、赤外線画像と監視画像を同時に撮像し、漏れ電流変化に対応する発光面積の変化並びに発熱面積の変化について検討した。
【０１２６】
図１８に監視画像による発光面積と漏れ電流の関係を示すグラフを示す。紫外線カメラより得られた監視画像と、平常時すなわち非放電時のがいしの画像を示す予め用意された基準画像との２画像について、同じ座標位置における２画素の輝度値の差が予め設定された閾値以上となる画素数を算出し、算出された当該画素数を発光面積とした。
【０１２７】
また、図１７〜図１９に示したグラフにおける発熱面積、発光面積は、グラフの変化を明確に捉えられるようにするため、それぞれ１／８０倍にした表示とした。また、漏れ電流値は０．１ｍｓｅｃ（ミリ秒）ごとに計測し、異波長同時計測カメラからの画像の取込みは３３ｍｓｅｃ（ミリ秒）ごと（１秒あたり３０フレーム）とした。また、漏れ電流の測定値と、異波長同時計測カメラから得られた監視画像との対応をとるため、ＮＴＰ（Network Time Protocol）を利用し、ＬＡＮ経由で両方の計測システムの時刻同期を行い、漏れ電流データと監視画像データとのそれぞれにデータ作成時間を表すタイプスタンプを付け、漏れ電流データと監視画像データとの対応をとった。
【０１２８】
また、発熱面積の算出は、赤外線カメラより得た赤外線画像の発熱部分を判断する閾値として、外気温＋５度以上になった領域の画素数を算出し、算出された画素を発熱面積として抽出するようにした。この結果、赤外線画像は、いったん発熱面積が大きくなると発熱面積の変化がゆるやかであって、温度が上昇すると、しばらく温度が高い状態が続くことがわかった。また、紫外線画像は監視画像による発光面積の時間変化は、漏れ電流量の変動に伴って激しく変動していることが明らかとなった。
【０１２９】
（実施例４）
第一に、印加電圧値に対する漏れ電流値の依存性を図るため、以下の実験を行った。図２６に、印加電圧を６ｋＶを加えた場合の漏れ電流と発光面積の関係を示す。この結果、本実験における第１漏れ電流推定曲線は、次式となった。
【０１３０】
＜数８＞
Ｓ＝２４４．９８＊Ｉ
【０１３１】
また、図２７に、印加電圧を１０ｋＶを加えた場合の漏れ電流と発光面積の関係を示す。この結果、本実験における第１漏れ電流推定曲線は、次式となった。
【０１３２】
＜数９＞
Ｓ＝５５４．８＊Ｉ
【０１３３】
なお、発光面積と漏れ電流値との間には、それぞれ高い相関関係が認められた（図２６に示す第１漏れ電流推定曲線では、相関係数＝０．８０、図２７に示す第１漏れ電流推定曲線では、相関係数＝０．９１）ため、第１漏れ電流推定曲線を示す回帰曲線を一次式で表しているが、累乗回帰により求めることもできる。尚、本実施例における回帰曲線には回帰直線も含むものとする。
【０１３４】
以上より、がいしに対する印加電圧が大きく異なる場合には、第１漏れ電流推定曲線が異なることがわかった。即ち、印加電圧依存性があるので、各印加電圧毎に漏れ電流と発光面積の相関関係を求めておかなければならないことがわかった。
【０１３５】
第二に、この印加電圧依存性を解消するため、印加電圧の実効値に漏れ電流値を乗じた値を指標（発光面積広がり指標）として求める実験をおこなった。
【０１３６】
発光面積広がり指標（Ｐ）は、印加電圧の実効値（Ｖ／√２）に電流値（Ｉ）とを乗じた値であり、次式により求められる。
【０１３７】
＜数１０＞
Ｐ＝Ｖ／√２＊Ｉ
【０１３８】
本実験では、図２６に示した実験の結果求めた漏れ電流値に、印加電圧の実効値（６ｋＶ／√２）を乗じて発光面積広がり指標を求め、また、図２７に示した実験の結果求めた漏れ電流値に、印加電圧の実効値（１０ｋＶ／√２）を乗じて発光面積広がり指標を求めた。その結果から、発光面積広がり指標と発光面積の関係を（第２漏れ電流推定曲線）を求めた。その結果、発光面積広がり指標と発光面積は、異なる印加電圧値であっても同一の回帰曲線に近傍することがわかった。尚、本実験における第２漏れ電流推定曲線は、次式となった。Ｓは発光面積、Ｐは発光面積広がり指標を表す。
【０１３９】
＜数１１＞
Ｓ＝７１．３＊Ｐ
【０１４０】
発光面積広がり指標と発光面積との間には、高い相関関係（相関係数＝０．８８）が認められた（図２８）ため、第２漏れ電流推定曲線を示す回帰曲線を一次式で表しているが、累乗回帰により以下のような式で求めることもできる。尚、Ａは係数、ｋは指数である。
【０１４１】
＜数１２＞
Ｓ＝Ａ＊Ｐｋ
【０１４２】
この結果、印加電圧が異なっていても第２漏れ電流推定曲線を求めることにより、印加電圧量に依らないで漏れ電流量の推定が可能であることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の漏れ電流の推定方法および装置の実施の一形態を示し、漏れ電流の推定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】基準画像の一例を示す画像である。
【図３】監視画像の一例を示す画像である。
【図４】図３の監視画像から発光部分を抽出した結果を示す図である。
【図５】他の方法により図３の監視画像から発光部分を抽出した結果を示す図である。
【図６】他の方法により図３の監視画像から発光部分を抽出した結果を示す図である。
【図７】放電時の発光面積と漏れ電流値との相関関係を求めるための実験装置の一例を示す構成図である。
【図８】放電時の発光面積と漏れ電流値との関係の一例を示すグラフであり、横軸は発光面積を示し、縦軸は漏れ電流値を示す。
【図９】図８のグラフについて放電時の発光面積と漏れ電流値との相関関係を示す回帰曲線を付加した図である。
【図１０】図８のグラフについて回帰曲線を求めた図である。
【図１１】本発明の漏れ電流の推定方法および装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】発光面積算定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】課電電圧と放電光との関係を示す画像であり、（Ａ）は課電圧３ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｂ）は課電圧４ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｃ）は課電圧６ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｄ）は課電圧８ｋＶの場合の放電光を示し、（Ｅ）は課電圧１０ｋＶの場合の放電光を示す。
【図１４】漏れ電流と監視画像上の輝度値との関係の一例を示すグラフであり、横軸は漏れ電流値を示し、縦軸は輝度値を示す。
【図１５】汚損したがいし表面で放電が発生するメカニズムを示す概念図であり、（Ａ）はがいし上に水滴が形成される様子を示し、（Ｂ）はがいし上での部分放電の初期の様子を示し、（Ｃ）はがいし上でアーク放電が起きる様子を示す。
【図１６】異波長同時計測カメラの一例を示す構成図である。
【図１７】赤外線画像による発熱面積と漏れ電流の関係を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は発熱面積と漏れ電流を示す。
【図１８】紫外線画像による発光面積と漏れ電流の関係を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は発光面積と漏れ電流を示す。
【図１９】紫外線画像による発光面積と漏れ電流の関係を示すグラフの時間軸を拡大し、発光面積と漏れ電流の絶対値を示すグラフである。
【図２０】撮影距離を変えた場合の発光面積の変化の一例を示す画像である。
【図２１】発光面積と漏れ電流の関係を示す計測値に対し距離依存性を補正したときの値を示すグラフである。
【図２２】塩霧室法実験装置の一例を示す構成図である。
【図２３】印加電圧６ｋＶでの、発光面積と漏れ電流の関係を示すグラフである。
【図２４】印加電圧１０ｋＶでの、発光面積と漏れ電流の関係を示すグラフである。
【図２５】発光面積広がり指標と発光面積の関係を示すグラフである。
【図２６】高分子がいしへの実験結果の一例を示すグラフである。
【図２７】本発明の漏れ電流の推定方法および装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４４】
１  推定装置
２  撮像手段
３  発光面積算定手段
４  推定手段
３４  基準画像
３５  監視画像
３６  発光部分
３７  基準物体
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２】
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【図３】
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【図１３】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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